眾所周知，過去數(shù)十年，移動(dòng)通信一直保持著大約10年一代的節(jié)奏演進(jìn)，從模擬語音，到數(shù)字語音，到現(xiàn)在的4G LTE，每一代移動(dòng)通信技術(shù)的升級(jí)都象征著一個(gè)時(shí)代的跨越。當(dāng)然，最讓人振奮的是，2020年5G將在全球范圍內(nèi)商用。5G是一個(gè)風(fēng)口，這一點(diǎn)不可置否，但把目光聚焦在當(dāng)下，我們?nèi)匀惶幱?G LTE和5G過渡的階段，但VR、自動(dòng)駕駛以及超高清視頻等領(lǐng)域日漸普及，LTE網(wǎng)絡(luò)已捉襟見肘。為此，在4G網(wǎng)絡(luò)中提前應(yīng)用4T4R、Massive MIMO等5G創(chuàng)新技術(shù)，增強(qiáng)4G的承載能力，并準(zhǔn)備好向5G的平滑演進(jìn)已是當(dāng)務(wù)之急和大勢(shì)所趨。
不知業(yè)內(nèi)是否注意到，隨著智能手機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，在提及4.5G ，甚至是5G時(shí)，4×4 MIMO和4T4R經(jīng)常出現(xiàn)在通信產(chǎn)業(yè)的報(bào)道中，那么二者為何物？有何關(guān)聯(lián)？
4×4 MIMO 和4T4R 均是實(shí)現(xiàn)4.5G（千兆級(jí)連接）的關(guān)鍵技術(shù)之一。其中4×4 MIMO是基站和手機(jī)之間的一種工作模式，用四條天線疊加提高傳輸速度，要實(shí)現(xiàn)4×4 MIMO，手機(jī)必須支持四根接收天線，基站天線支持四根發(fā)送天線。而4T4R是基站的發(fā)射模式，就是基站天線擁有4個(gè)發(fā)射4個(gè)接收。那么隨之而來的疑問是，無論是從用戶端（例如移動(dòng)終端），還是網(wǎng)絡(luò)端（例如運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)）是否真的準(zhǔn)備好了？畢竟此前業(yè)內(nèi)一直有種聲音稱，目前的智能終端（主要指智能手機(jī)）和網(wǎng)絡(luò)間或二方或者一方并不支持4×4 MIMO，即無法實(shí)現(xiàn)真正的千兆級(jí)體驗(yàn)。
這里我們首先看下移動(dòng)端（主要是智能手機(jī)）。10月17日高通發(fā)布全新“驍龍636”從這次最新發(fā)布的“驍龍636”來看，高通已經(jīng)完成了從旗艦到中端的布局，可以說高通全系列都具備了4×4 MIMO功能，其他終端主流芯片廠商，如海思、英特爾均已發(fā)布支持4×4 MIMO的商用芯片，這將驅(qū)動(dòng)終端廠商更廣泛的支持該功能。據(jù)了解，進(jìn)入2017年后，華為P10 plus/Mate10 Pro，三星S8/Note 8等部分旗艦機(jī)已經(jīng)支持4×4 MIMO。相信隨著技術(shù)瓶頸的解決，4×4 MIMO將會(huì)在明年成為主流4G手機(jī)的標(biāo)配技術(shù)。原因何在？
一款支持4×4 MIMO的手機(jī)，與普通的終端相比，有容易被忽視卻相當(dāng)關(guān)鍵的優(yōu)勢(shì)，即確保在網(wǎng)絡(luò)升級(jí)到4×4 MIMO的地方獲得更快的網(wǎng)速。這是了不起的事。這兩根額外的天線在4×4 MIMO覆蓋范圍之外會(huì)有新的作用。即當(dāng)手機(jī)用戶遠(yuǎn)離基站(即使是一個(gè)尚未升級(jí)到4×4 MIMO的基站時(shí))，或者在一棟建筑的深處，信號(hào)只有一兩格的時(shí)候，這兩根額外的天線可以作為額外的“耳朵”,幫助終端鎖定來自基站的更強(qiáng)、更清晰的信號(hào)，從而提高下載速度。
有測(cè)試顯示，用4×4 MIMO技術(shù)支持的基帶芯片的終端，與一款搭載支持2×2 MIMO基帶芯片的終端比較，從最弱的信號(hào)(-6db，雜訊強(qiáng)度是信號(hào)強(qiáng)度的四倍)，到中等強(qiáng)度的信號(hào)(16dB,雜訊強(qiáng)度是信號(hào)強(qiáng)度的40倍)，擁有一個(gè)支持4路接收分集4×4 MIMO的終端，可以令用戶的下載速度超出2×2 MIMO設(shè)備的58%～83%。這意味著在用戶最需要它的地方，4路接收分集都可以提供充足的速度，讓用戶繼續(xù)下載，使用流媒體，查看家人朋友的狀態(tài)（即便是在信號(hào)微弱的情況下）。再次強(qiáng)調(diào)，這個(gè)功能完全獨(dú)立于用戶所處的網(wǎng)絡(luò)的位置。用戶不必特意靠近一個(gè)已經(jīng)升級(jí)的基站，這種優(yōu)勢(shì)幾乎能在任何地方發(fā)揮出來。為什么？因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況下，用戶終端會(huì)處于弱到中度信號(hào)的狀態(tài)，只是偶爾會(huì)處于很強(qiáng)的信號(hào)中。
具體到智能終端上，正是基于4×4 MIMO技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)下推出的主流旗艦機(jī)都已經(jīng)開始采用4×4 MIMO技術(shù)，并將其作為區(qū)別于對(duì)手的主要賣點(diǎn)之一。例如剛剛發(fā)布的華為旗艦機(jī)Mate10 Pro就采用了4x4MIMO天線技術(shù)，不僅讓其成為業(yè)內(nèi)首款支持4.5G的智能手機(jī)，并且被外界認(rèn)為是其與此前蘋果最新發(fā)布的iPhone8 Plus相比不可忽略的優(yōu)勢(shì)之一，即盡管iPhone8 Plus能實(shí)現(xiàn)Cat16網(wǎng)絡(luò)，支持256QAM編碼和4x載波聚合到80MHz頻譜，但由于不支持4×4 MIMO天線技術(shù)，使得Mate10 Pro最快可實(shí)現(xiàn)1.2GbpsCat18網(wǎng)速并大大超過了iPhone8 Plus。
無獨(dú)有偶，在美國(guó)，由于缺少 4×4 MIMO天線技術(shù)，盡管 iPhone 8 中采用的高通和英特爾的基頻芯片比較節(jié)能，但支持它們的蜂窩前端和后端基本上與 iPhone 7 機(jī)型相比，并沒有什么改變。而從測(cè)試結(jié)果看，從 T-Mobile 網(wǎng)絡(luò)斷開又恢復(fù)，采用4×4 MIMO 天線的三星Galaxy S8 恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)的速度要更快（11 次測(cè)試中 8 次領(lǐng)先），而 Galaxy S8 重新獲取 LTE 信號(hào)的時(shí)間平均比 iPhone 8 快16 秒鐘，在iPhone 8 勝出的測(cè)試中只領(lǐng)先 Galaxy S8 5 秒鐘而已。這也被業(yè)內(nèi)認(rèn)為iPhone8相比Galaxy S8最大的槽點(diǎn)之一。
除了上述華為、三星一線終端廠商外，近日恢復(fù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)的小米發(fā)布的 MIX 2旗艦機(jī)，除了所謂的全面屏外，因其擁有 4×4 MIMO天線技術(shù)，在同樣的 4G 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下提升達(dá) 100% 的網(wǎng)速體驗(yàn)也成為備受關(guān)注的賣點(diǎn)之一。
由此可見，智能終端為了實(shí)現(xiàn)千兆級(jí)連接而采用4×4 MIMO天線技術(shù)已經(jīng)是大勢(shì)所趨。至于一直以創(chuàng)新示人的蘋果為何暫時(shí)沒有采用4×4 MIMO技術(shù)，眾所周知的原因是因?yàn)槠浣衲昱c高通的專利大戰(zhàn)，為了獲得談判的籌碼及出于成本的考量（保持利潤(rùn)率以彌補(bǔ)銷量的下滑），但這也成為其新近發(fā)布的旗艦機(jī)與友商相比最大的軟肋之一，如果未來蘋果不盡快采用4×4 MIMO而具備iPhone千兆級(jí)連接功能的話，極有可能陷入銷量與利潤(rùn)率的死循環(huán)而得不償失，這點(diǎn)相信蘋果心知肚明，也凸顯了蘋果未采用4×4 MIMO技術(shù)的無奈（并非不原意采用和沒有意識(shí)到4×4 MIMO普及的趨勢(shì)）。
如果說上述代表的是用戶端（例如移動(dòng)芯片及手機(jī)更多采用4×4 MIMO技術(shù)）在千兆級(jí)連接的成熟，那么在網(wǎng)絡(luò)端，從已部署的4.5G網(wǎng)絡(luò)看，許多運(yùn)營(yíng)商都選擇了4T4R、3CC CA和256QAM并用的方式來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容，以達(dá)到千兆級(jí)的峰值速率。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，僅在2016年，30多個(gè)運(yùn)營(yíng)商部署了4T4R的網(wǎng)絡(luò)，例如，泰國(guó)true建設(shè)了全球最大的4T4R網(wǎng)絡(luò)，土耳其以4T4R為基礎(chǔ)全國(guó)部署4.5G網(wǎng)絡(luò)，中國(guó)移動(dòng)在北京、福州、貴陽、杭州、深圳、西安、上海、成都等城市也已實(shí)現(xiàn)試點(diǎn)和商用部署。在這些網(wǎng)絡(luò)中4T4R已經(jīng)大幅提升傳統(tǒng)2天線終端的MBB體驗(yàn)，并且對(duì)網(wǎng)絡(luò)整體覆蓋和容量都有提升。進(jìn)入到2017年，截至2017年6月，僅華為就已在全球建成60張4T4R商用網(wǎng)絡(luò)，可以說，4T4R基站已經(jīng)成為全球運(yùn)營(yíng)商的共同選擇。對(duì)此，有業(yè)內(nèi)建議基于該技術(shù)的優(yōu)異表現(xiàn)，規(guī)模部署4×4 MIMO，并積極引入4×4 MIMO手機(jī)，以最大化網(wǎng)絡(luò)價(jià)值。
綜上所述，我們認(rèn)為，基于產(chǎn)業(yè)對(duì)于4×4 MIMO和4T4R技術(shù)在用戶端及網(wǎng)絡(luò)端應(yīng)用的不斷成熟和普及，二者的結(jié)合已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了千兆級(jí)的連接和最佳體驗(yàn)，千兆級(jí)網(wǎng)絡(luò)（包括終端和網(wǎng)絡(luò)）已是大勢(shì)所趨。
